陳俊，曾媛，門濤，陸文斌，張?zhí)鞁?，劉柳，周昊蘇

基于無人機(jī)平臺的機(jī)動式標(biāo)校系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳俊1，曾媛1，門濤2，3，陸文斌1，張?zhí)鞁?，劉柳1，周昊蘇1

（1.上海航天電子技術(shù)研究所，上海 201109；2.宇航動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710043；3.中國西安衛(wèi)星測控中心，陜西 西安 710043）

隨著我國航天事業(yè)的不斷發(fā)展，地面衛(wèi)星測控網(wǎng)也日益完善，呈現(xiàn)出數(shù)量多、分布廣、頻段寬、工作體制多等特點(diǎn)。為提高航天測控裝備標(biāo)校的精度和效率，克服傳統(tǒng)標(biāo)校方式所具有的造價(jià)高、操作繁雜等缺點(diǎn)，研制了一套車載機(jī)動式、基于無人機(jī)（UAVs）平臺的航天測控裝備標(biāo)校系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)載波相位差分定位（RTK）技術(shù)，配備多類高度集成小型化目標(biāo)載荷，可對地面統(tǒng)一測控、雷達(dá)和光電裝備進(jìn)行精度鑒定以及日常進(jìn)行大動態(tài)范圍標(biāo)校和訓(xùn)練等工作。首先，介紹了系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)組成及精度鑒定數(shù)據(jù)處理流程；其次，基于外場實(shí)驗(yàn)，給出了該系統(tǒng)的鑒定效果；最后，相較于目前測試性能單一的標(biāo)校系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有集成度高、機(jī)動性強(qiáng)、覆蓋頻段廣、可完成性能實(shí)驗(yàn)多等優(yōu)點(diǎn)，有更好的使用和推廣價(jià)值。

測控裝備；精度鑒定；無人機(jī)（UAV）；標(biāo)校；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0　引言

近年來，我國航天發(fā)射任務(wù)量急劇增長［1］，航天活動范圍也在不斷拓展和深入，航天測控裝備是與航天器聯(lián)系的重要設(shè)備，準(zhǔn)確地掌握和評估其外測精度，是獲得高質(zhì)量航天飛行器軌道測量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)［2］。測控裝備外測精度通常分為有塔標(biāo)校和無塔標(biāo)校。有塔標(biāo)校即通過在標(biāo)校塔上架設(shè)合作目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對測控系統(tǒng)的靜態(tài)檢驗(yàn)與鑒定［3-4］，此方法受制于標(biāo)校塔的建設(shè)，移動性差，多為低仰角下進(jìn)行標(biāo)校，易受環(huán)境干擾［5］，難以應(yīng)用于遠(yuǎn)場標(biāo)校和活動測控站標(biāo)校［6-7］。無塔標(biāo)校通過跟蹤測量攜帶合作目標(biāo)的標(biāo)定球、在軌衛(wèi)星平臺等動態(tài)目標(biāo)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法估算其測量誤差及精度，其缺點(diǎn)為實(shí)施工作繁雜、費(fèi)用高［8］，且受限于地理位置和天氣［6，9］。

隨著無人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle， UAV）、衛(wèi)星導(dǎo)航定位、單機(jī)集成等各項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GNSS）不斷完善的背景下，實(shí)時(shí)差分定位（Real-Time-Kinematic，RTK）模式下的定位精度已達(dá)到厘米級［10］，采用基于RTK測量技術(shù)的無人機(jī)掛載合作目標(biāo)，對航天測控裝備外測精度進(jìn)行鑒定，完全可滿足精度鑒定工程要求［11］。目前，國內(nèi)已有就基于無人機(jī)平臺對S/X/Ka頻段測控天線標(biāo)校和遠(yuǎn)場測試［3，6-7，12］、雷達(dá)動態(tài)標(biāo)校［13-15］和天線遠(yuǎn)場測試［16］等的理論體系進(jìn)行的研究，并開展了一些驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，證明了基于無人機(jī)對測控裝備進(jìn)行標(biāo)校的應(yīng)用價(jià)值。但現(xiàn)有的標(biāo)校系統(tǒng)設(shè)計(jì)多為針對特定測控裝備某一種性能進(jìn)行測試，隨著我國測控網(wǎng)的不斷發(fā)展［17-18］，在工程應(yīng)用方面，其利用率較低。因此，研制具備多種工作體制高度集成的目標(biāo)載荷、實(shí)時(shí)精度鑒定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、車載可機(jī)動式轉(zhuǎn)場等特點(diǎn)的基于無人機(jī)的標(biāo)校系統(tǒng)，具有更好的應(yīng)用優(yōu)勢和推廣價(jià)值。

本文介紹了一種基于無人機(jī)平臺的車載機(jī)動式標(biāo)校系統(tǒng)，區(qū)別于現(xiàn)有標(biāo)校方法，車載方艙實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的機(jī)動式運(yùn)輸和轉(zhuǎn)場，配備2種無人機(jī)平臺和多種目標(biāo)載荷，可對地面統(tǒng)一測控、雷達(dá)和光電裝備的動態(tài)跟蹤性能、工作協(xié)調(diào)性能、測量數(shù)據(jù)精度等進(jìn)行多維鑒定；高度集成小型化載荷設(shè)計(jì)和應(yīng)用數(shù)據(jù)可視化實(shí)時(shí)處理軟件，使系統(tǒng)實(shí)施快捷、操作簡單，實(shí)現(xiàn)了航天測控裝備精度鑒定常態(tài)化的工程實(shí)踐。

1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1　工作原理

基于無人機(jī)平臺的車載機(jī)動式標(biāo)校系統(tǒng)利用無人機(jī)平臺搭載小型化測控通信、雷達(dá)、光電等目標(biāo)載荷和GNSS-RTK測量設(shè)備，以無人機(jī)搭載載荷作為跟蹤目標(biāo)，按預(yù)先設(shè)計(jì)航路飛行，控制中心可遠(yuǎn)程控制無人機(jī)航線、姿態(tài)及載荷工作參數(shù)，并可根據(jù)無人機(jī)實(shí)時(shí)下發(fā)的高精度定位及姿態(tài)信息，實(shí)時(shí)解算目標(biāo)載荷在被鑒定測控裝備坐標(biāo)系下的位置信息，引導(dǎo)被鑒定測控裝備跟蹤捕獲無人機(jī)掛載的合作目標(biāo)獲得測量數(shù)據(jù)。該標(biāo)校系統(tǒng)工作流程如圖1所示。

圖1　基于無人機(jī)平臺的車載機(jī)動式標(biāo)校系統(tǒng)工作流程

任務(wù)中和任務(wù)后，控制中心對無人機(jī)定位、姿態(tài)信息經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處理后，將目標(biāo)載荷在被鑒定測控裝備坐標(biāo)系下的位置信息作為真值，在時(shí)間序列上與測控裝備跟蹤目標(biāo)載荷所獲得的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，估算測量數(shù)據(jù)的誤差，以此實(shí)現(xiàn)對地面測控裝備的零值標(biāo)定和精度鑒定。無人機(jī)飛行航線可根據(jù)地面測控裝備的測試需求進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)，通過掛載不同類型的目標(biāo)載荷，配合不同地面裝備完成包括方向圖、相位及跟蹤性能等指標(biāo)和功能的測試。

1.2　系統(tǒng)組成

基于無人機(jī)平臺的車載機(jī)動式標(biāo)校系統(tǒng)包括無人機(jī)分系統(tǒng)、機(jī)載載荷分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控分系統(tǒng)和載車分系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2　基于無人機(jī)平臺的車載機(jī)動式標(biāo)校系統(tǒng)組成

1.2.1無人機(jī)分系統(tǒng)

標(biāo)校系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3所示，無人機(jī)分系統(tǒng)包括無人直升機(jī)平臺、無人直升機(jī)測控分系統(tǒng)、多旋翼無人機(jī)平臺、多旋翼無人機(jī)測控分系統(tǒng)，主要技術(shù)參數(shù)見表1。無人機(jī)分系統(tǒng)用于搭載機(jī)載載荷分系統(tǒng)中各載荷單機(jī)，無人機(jī)測控分系統(tǒng)用于無人機(jī)飛行遙控、遙測及機(jī)載載荷遙控、遙測信息傳輸。無人直升機(jī)平臺可同時(shí)掛載多種載荷，支持一次性完成多種性能測試實(shí)驗(yàn)。輕便小型的多旋翼無人機(jī)平臺，可快速開展實(shí)驗(yàn)。

圖3　基于無人機(jī)平臺的機(jī)動式標(biāo)校系統(tǒng)設(shè)計(jì)框

表1　無人機(jī)平臺技術(shù)參數(shù)表

無人機(jī)平臺均集成兼容GPS、GLONASS、BDS及Galileo多系統(tǒng)接收板卡和光纖慣導(dǎo)系統(tǒng)，配備地面差分基準(zhǔn)站，支持RTK定位技術(shù)，無人機(jī)可實(shí)時(shí)輸出高精度定位及姿態(tài)信息。

1.2.2機(jī)載載荷分系統(tǒng)

機(jī)載載荷分系統(tǒng)包括測控通信、雷達(dá)、光電等多種載荷。測控通信載荷可覆蓋S、C、X和Ka頻段，具備標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一測控、相干擴(kuò)頻、測控?cái)?shù)傳一體化等多種體制信號的收發(fā)能力，具有信標(biāo)機(jī)和校零變頻器功能。雷達(dá)載荷含C頻段脈沖相參應(yīng)答機(jī)、雷達(dá)目標(biāo)模擬器、龍伯球、角反，可配合地面雷達(dá)裝備完成各種性能測試。光電載荷包含光學(xué)信號模擬源，具備對各波段光源的模擬，可配合地面望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行跟蹤測試；配備攝像機(jī)，用于勘察、記錄試驗(yàn)實(shí)況景象。

機(jī)載載荷均以小型集成化設(shè)計(jì)為原則，各載荷天線安裝接口、電氣接口和通信接口設(shè)計(jì)一致，在降低系統(tǒng)操作難度的同時(shí)，保留了系統(tǒng)的拓展性。

1.2.3數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控分系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控分系統(tǒng)用于接收無人機(jī)鏈路實(shí)時(shí)回傳的無人機(jī)定位及姿態(tài)信息、載荷遙測信息以及攝像機(jī)圖像信息。可實(shí)時(shí)發(fā)送載荷遙控指令，控制載荷工作模式和參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測各節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)（圖3）。支持與地面測控裝備進(jìn)行光纖通信，可根據(jù)無人機(jī)定位及姿態(tài)信息，實(shí)時(shí)解算目標(biāo)載荷位置信息引導(dǎo)測控裝備對其進(jìn)行跟蹤捕獲?？蓪?shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，顯示試驗(yàn)參數(shù)及曲線，獲得測控裝備測量元素精度鑒定結(jié)果。

1.2.4載車分系統(tǒng)

載車分系統(tǒng)包括載車、方艙和供電設(shè)備等。載車可作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的統(tǒng)一承載體，具備沙漠、山地等特殊地貌條件下的工作能力，方便系統(tǒng)的轉(zhuǎn)場和運(yùn)輸，可在野外為設(shè)備供電。載車方艙內(nèi)集成無人機(jī)測控分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控分系統(tǒng)，并配備指揮調(diào)度、時(shí)頻、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和處理工作站、交換機(jī)等設(shè)備，組成控制中心。

2　數(shù)據(jù)處理流程和方法

精度鑒定的基本方法是以機(jī)載北斗/GNSS差分定位結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，通過與被鑒定裝備測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，鑒定測控裝備的精度，確定其系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，分析掌握其誤差變化規(guī)律。具體流程如圖4所示。

圖4　精度鑒定數(shù)據(jù)處理流程

2.1　數(shù)據(jù)預(yù)處理

精度鑒定數(shù)據(jù)預(yù)處理分為被鑒定裝備測量數(shù)據(jù)預(yù)處理和無人機(jī)定位數(shù)據(jù)預(yù)處理。被鑒定測控裝備測量數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括：信息復(fù)原、合理性檢驗(yàn)、系統(tǒng)誤差修正、電波折射修正［19］。信息復(fù)原主要為量綱復(fù)原，由測控裝備端完成。無人機(jī)定位數(shù)據(jù)預(yù)處理包括：以被鑒定裝備測量數(shù)據(jù)時(shí)間為準(zhǔn)進(jìn)行時(shí)間對齊、跟蹤位置不一致修正［20］、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換［20］。統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容主要包括隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差和總誤差。

2.1.1被鑒定測控裝備測量數(shù)據(jù)預(yù)處理

1）合理性檢驗(yàn)

測控裝備測量數(shù)據(jù)往往帶有誤差偏大的異常值，會使得測量值失真，影響精度鑒定結(jié)果。因此，數(shù)據(jù)處理時(shí)，必須首先對觀測數(shù)據(jù)異常值進(jìn)行判別和處理，以合理、可信的數(shù)據(jù)替代它，保證外測數(shù)據(jù)處理結(jié)果的質(zhì)量。首先采用3σ準(zhǔn)則對觀測數(shù)據(jù)異常值進(jìn)行判別，再運(yùn)用二階多項(xiàng)式最小二乘估計(jì)擬合曲線對異常值進(jìn)行修正，詳細(xì)修正方法見GJB 2234A［21］。

2）系統(tǒng)誤差修正

被鑒定測控裝備在設(shè)計(jì)建設(shè)完成時(shí)，均有對應(yīng)的系統(tǒng)誤差修正模型，因本文應(yīng)用驗(yàn)證所涉及測控裝備類型為統(tǒng)一測控裝備，此章節(jié)僅介紹統(tǒng)一測控裝備的系統(tǒng)誤差修正模型，雷達(dá)及光學(xué)系統(tǒng)誤差修正模型詳見GJB 1381A［22］。

距離誤差修正模型如下：

式（1）和式（2）中的符號是以真值為參考定義的，當(dāng)測量值比真值小時(shí)，誤差本身應(yīng)為“+”號，反之為“－”號。

3）電波折射修正

因大氣密度分布不均勻，使得測控裝備測量到的距離、俯仰角、方位角等參數(shù)都包含了大氣折射誤差，通常假設(shè)大氣結(jié)構(gòu)為水平均勻，忽略大氣折射對方位角測量數(shù)據(jù)的影響。本文采用球面分層法對距離和俯仰角進(jìn)行電波折射誤差修正，各層結(jié)折射指數(shù)根據(jù)地面單點(diǎn)大氣測量參數(shù)按經(jīng)驗(yàn)公式［19］計(jì)算得到。

2.1.2無人機(jī)定位數(shù)據(jù)預(yù)處理

無人機(jī)定位數(shù)據(jù)預(yù)處理中時(shí)間對齊主要方法為：以被鑒定測控裝備測量數(shù)據(jù)序列時(shí)間為準(zhǔn)，運(yùn)用拉格朗日三點(diǎn)插值法，對無人機(jī)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，得到與被鑒定裝備同時(shí)間序列的無人機(jī)定位數(shù)據(jù)。

1）坐標(biāo)系定義

2）跟蹤位置不一致修正

3）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的目的是將目標(biāo)載荷發(fā)射天線在WGS-84坐標(biāo)系下的直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至測站系下的球坐標(biāo)，即與被鑒定裝備測量元素所用坐標(biāo)系一致。主要分為2步，將目標(biāo)載荷發(fā)射天線在地心系下的直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至測站系下的直角坐標(biāo)，再將其轉(zhuǎn)換為球坐標(biāo)。具體如下：

2.2　精度鑒定誤差統(tǒng)計(jì)

2.2.1隨機(jī)誤差

由式（10）可得，隨機(jī)誤差的方差估計(jì)為

2.2.2系統(tǒng)誤差

2.2.3總誤差

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完成后，于2021年在某地統(tǒng)一測控裝備上完成了應(yīng)用驗(yàn)證，具體如下。

3.1　無人直升機(jī)定位精度

在進(jìn)行鑒定實(shí)驗(yàn)前，對無人直升機(jī)定位精度進(jìn)行了地面靜態(tài)定點(diǎn)測試。將定位基準(zhǔn)站天線及無人機(jī)平臺分別放置在不同的大地測量基準(zhǔn)點(diǎn)上，由無人直升機(jī)定點(diǎn)測試所得的基準(zhǔn)點(diǎn)地心距與其實(shí)際地心距差值的變化如圖5所示，平均偏差為 0.05 m，均方根誤差（Root Mean Square Error，RMSE）為0.05 m。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，無人直升機(jī)定位精度可達(dá)厘米級，滿足精度鑒定工程要求。

圖5　無人直升機(jī)基準(zhǔn)站定點(diǎn)測試地心距偏差變化

無人直升機(jī)靜態(tài)定點(diǎn)測試時(shí)，直升機(jī)姿態(tài)角變化如圖6所示。因直升機(jī)放置位置有一定坡度，圖6（a）中俯仰角和滾轉(zhuǎn)角并非為0°，直升機(jī)所配備慣導(dǎo)系統(tǒng)定姿精度為0.05°。伍德勇等［20］的研究結(jié)果表明，精度鑒定系統(tǒng)的定位精度為厘米級，飛機(jī)姿態(tài)角測量誤差控制在1°以內(nèi)，對系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的影響可忽略不計(jì)，可滿足鑒定系統(tǒng)的精度要求。

圖6　無人直升機(jī)地面定點(diǎn)測試姿態(tài)角變化

3.2　精度鑒定結(jié)果

精度鑒定系統(tǒng)利用無人直升機(jī)平臺掛載載荷，已對某地面統(tǒng)一測控設(shè)備進(jìn)行了多次標(biāo)校與鑒定。不同頻段地面統(tǒng)一測控設(shè)備精度鑒定結(jié)果見表2。各頻段測量元素誤差均滿足精度鑒定指標(biāo)要求，驗(yàn)證了精度鑒定系統(tǒng)的可靠性，其中X和Ka頻段測控設(shè)備數(shù)傳體制無測距。

表2　不同頻段統(tǒng)一測控裝備精度鑒定結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表2中S頻段統(tǒng)一測控裝備標(biāo)準(zhǔn)USB體制測距（圖7）、測角（圖8）與標(biāo)校系統(tǒng)相對真值對比的偏差曲線圖，如圖7和圖8所示。圖7中，該實(shí)驗(yàn)時(shí)間段無人直升機(jī)處于懸停狀態(tài)，測控設(shè)備測距值波動較大，無人直升機(jī)引導(dǎo)距離穩(wěn)定，可有效剝離測控裝備測距隨機(jī)差及系統(tǒng)差，測距隨機(jī)差和系統(tǒng)差分別為1.47 m和2.89 m。

圖7　S頻段測控設(shè)備測距與無人直升機(jī)引導(dǎo)距離及其差值曲線

圖8　S頻段測控設(shè)備測角與無人直升機(jī)引導(dǎo)角度及其差值曲線

續(xù)圖8S頻段測控設(shè)備測角與無人直升機(jī)引導(dǎo)角度及其差值曲線

Continued Fig. 8Measured angle curves of TT&C ground system and unmanned helicopter in S-band and their deviation

圖8中，無人直升機(jī)在此時(shí)間段內(nèi)由懸停狀態(tài)切換至飛行狀態(tài)，S頻段測控設(shè)備與直升機(jī)引導(dǎo)角度差值也發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為：直升機(jī)平飛時(shí)，圖7（b）和圖7（d）中角度差值明顯小于直升機(jī)懸停時(shí)角度差值。導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因主要是由于直升機(jī)在懸停狀態(tài)下，機(jī)身的氣動效應(yīng)無法發(fā)揮，且易受外部風(fēng)干擾等，飛行控制難度較大，直升機(jī)位置會發(fā)生水平和垂直方向上的漂移［15，23］。圖7中無人直升機(jī)懸停和飛行狀態(tài)下的精度鑒定結(jié)果見表3，無人直升機(jī)懸停時(shí)測量角的系統(tǒng)誤差較飛行狀態(tài)時(shí)大，無人直升機(jī)飛行狀態(tài)時(shí)測量角的隨機(jī)差較懸停狀態(tài)時(shí)大。由圖8及表2可知，測控設(shè)備方位角測量誤差小于俯仰角誤差，因俯仰角測量精度與測距精度相關(guān)，測距誤差較大時(shí)會導(dǎo)致俯仰角誤差變大。

表3　無人直升機(jī)不同飛行狀態(tài)下S頻段統(tǒng)一測控裝備測量角精度鑒定結(jié)果

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，基于無人機(jī)的精度鑒定系統(tǒng)可用于地面測控設(shè)備的精度鑒定，精度滿足鑒定實(shí)驗(yàn)要求［24］。相對于傳統(tǒng)的地面塔標(biāo)校，基于無人機(jī)的精度鑒定系統(tǒng)支持動態(tài)測量，更加高效快捷［25］。

4　結(jié)束語

本文針對航天測控裝備外測數(shù)據(jù)精度鑒定逐步增加的實(shí)際需求，介紹了一種基于無人機(jī)平臺的車載機(jī)動式標(biāo)校系統(tǒng)的工作原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及數(shù)據(jù)處理流程。該系統(tǒng)作為高精度實(shí)時(shí)測量系統(tǒng)，具有簡便快捷、覆蓋全面等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備精度鑒定的常態(tài)化。同時(shí)也可作為測控裝備操作人員良好的訓(xùn)練與演練系統(tǒng)。

通過分析該系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明，該系統(tǒng)精度滿足鑒定實(shí)驗(yàn)要求，配備的多類載荷可支持多種地面測控裝備進(jìn)行多維精度鑒定實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)經(jīng)過多次外場試驗(yàn)驗(yàn)證后，將會更加廣泛應(yīng)用于其他各類測控裝備的標(biāo)校實(shí)驗(yàn)，后續(xù)也將積累更多的有效數(shù)據(jù)用于優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及算法流程。

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Design and Application of Mobile Calibration System Based on Unmanned Aerial Vehicles

CHENJun1， ZENGYuan1， MENTao2，3， LUWenbin1， ZHANGTianjiao1， LIULiu1， ZHOUHaosu1

（1.Shanghai Aerospace Electronic Technology Institute， Shanghai 201109， China； 2.State Key Laboratory of Astronautic Dynamics， Xi’an 710043， Shaanxi， China； 3.Xi’an Satellite Control Center， Xi’an 710043， Shaanxi， China）

With the continuous development of China’s aerospace program， the ground satellite measurement and control network has become increasingly perfect， showing the characteristics such as large number， wide distribution， wide frequency band， and many systems. In order to improve the accuracy and efficiency of the calibration of the aerospace measurement and control equipment and overcome the shortcomings of the conventional calibration method， such as high cost and complicated operation， a vehicle-mounted mobile calibration system based on unmanned aerial vehicles （UAVs） is designed. The system adopts the real-time-kinematic （RTK） mode positioning technology， and is equipped with multiple types of highly integrated miniaturized target loads. It can conduct precision assessment for different measurement and control equipment， and carry out daily large-scale calibration and training. The working principle， system composition， and data processing flow of the precision assessment are introduced. The assessment effect of the system is verified by field measurements. The results show that， compared with the current calibration system with a single test performance， the proposed system has the advantages such as high integration， strong mobility， and wide coverage of frequency bands， can complete many performance tests， and has better use and promotion value.

measurement and control equipment； precision assessment； unmanned aerial vehicle （UAV）； calibration； system design

2022?05?27；

2022?06?22

陳俊（1994—），女，碩士，助理工程師，主要研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)處理。

V 556

A

10.19328/j.cnki.2096?8655.2022.04.018